文献解读 | 男女有别？多组学发现高血压肠道菌群因性别而异！

背景介绍

高血压是常见慢性疾病之一，有关风险因素包括遗传、高盐饮食、肥胖和压力等，近年来肠道菌群被发现与多种慢性疾病密切相关，比如说，肠道菌群可通过调节短链脂肪酸影响血管张力、炎症反应和肾素-血管紧张素系统，菌群产物TMAO可促进动脉粥样硬化等。不过目前已有研究尚且不能解释一些现实特点，比如说性别差异与地理差异，由于性激素的天然不同，男女菌群结构对疾病的响应大概率是不同的；另外我国西北边疆具有高盐高脂饮食特点，对菌群的影响也是不同于沿海或欧美人群的，这些都需要进一步开展具体研究。

 

材料方法

研究队列包含了高血压组男性与女性各50名，以及健康对照男性与女性各50名，依次收集相关临床数据，样本采集包括粪便样本与空腹静脉血样本，预处理后−80°C冻存。提取粪便DNA进行16S rRNA基因测序和宏基因组测序，血清样本进行代谢分析。16S测序经DADA2生成ASV，并基于SILVA数据库进行物种注释；宏基因组测序原始数据经fastp质控后，使用Bowtie2去除人源序列，再通过MetaPhlAn4进行物种组成分析，并利用HUMAnN3.0基于UniRef90数据库注释KEGG通路与CAZyme功能；血清代谢数据分别在正/负离子模式下进行一级与二级质谱采集，全程使用内标及混合质控样本监控系统稳定性。16S数据计算α多样性指数（Chao1、Observed、Shannon、Simpson）和β多样性分析；宏基因组数据以CPM标准化构建物种、KEGG及CAZyme丰度矩阵；代谢数据经XCMS流程预处理、校正及对数转换后，采用Benjamini-Hochberg法控制假发现率识别；KEGG与CAZyme功能组成差异通过Adonis检验；菌群与血压、CAZymes之间的关联采用Spearman相关分析。

 

结果讨论

研究显示高血压造成了患病人群肠道菌群在细菌水平上发生变化，男性患者样本Faecalibacterium等显著降低，女性患者样本则缺失Anaerostipes等；就菌群多样性而言， 女性高血压样本α多样性降低，而男性高血压样本则发生群落结构偏移为主，男性病例与对照显著分离，女性病例无分离，暗示性别影响菌群对高血压的响应。宏基因数据显示，男性患者样本缺乏F. prausnitzii这一菌群与血压值与SBP/DBP呈负相关；功能分析显示男性患者样本菌群碳水化合物活性酶（CAZyme）谱同步改变，并且Spearman关联分析显示这一改变与F. prausnitzii正耦联，提示可能通过增强膳食纤维发酵影响宿主代谢。血清代谢数据分析显示，男女样本分别鉴定出23与30种差异代谢物，在校正年龄、BMI因素后，分析发现F. prausnitzii对血压SBP的总效应中，约28%由丁酸水平中介，首次阐明“F. prausnitzii→PAGln→SBP”这一特异“菌-代谢-血压”因果链。

 

研究结论

研究补充了高血压发病机制认知，在人群中实证肠道菌群通过代谢产物（如丁酸）调控血压，为高血压的“肠-血管轴”假说提供关键证据，研究明确了F. prausnitzii及其CAZymes功能对血压的影响，推动了临床精准医学向性别分层迈进一步。在本研究中，结合菌群与代谢检测，建立多组学因果推断范式，关联分析验证“菌→代谢物→血压”的间接效应，为临床疾病的多组学研究提供方法学启示，有望转化为高血压的早筛、分型、干预与预后评估工具。

 

结果展开

图1. 显示高血压患者与健康对照肠道菌群组成对比（属水平）。

A. 显示四组样本菌群在门水平上的组成。

B. 显示四组样本菌群在属水平上的组成。

C–F. 依次显示病例与对照样本肠道菌群α多样性比较：Chao1、Observed species、Shannon 和 Simpson。

G、H. 分别显示女、男病例组与对照组β多样性比较。

I. 显示Wilcoxon秩和检验鉴定的差异菌群。

J. 显示LEfSe分析鉴定的差异菌群。

 

图2. 显示高血压患者与健康对照肠道菌群组成对比（种水平）。

A–C. 依次显示病例与对照样本肠道菌群α多样性比较：Observed species、Shannon和 Simpson。

D、E. 分别显示女、男病例组与对照组β多样性比较。

F. 显示女性收缩压（SBP）、舒张压（DBP）与粪杆菌属（Faecalibacterium）关联。

G. 显示男性收缩压（SBP）、舒张压（DBP）与粪杆菌属（Faecalibacterium）关联。

 

图3. 显示肠道菌群的功能特征分析。 

A、B. 分别显示女、男病例组与对照组β多样性比较（基于KEGG功能分析）。 

C、D. 分别显示女、男病例组与对照组β多样性比较（基于碳水化合物活性酶CAZymes分析）。

E. 女性来源样本中CAZymes与粪杆菌属（Faecalibacterium）关联分析。

F. 男性来源样本中CAZymes与粪杆菌属（Faecalibacterium）关联分析。

 

图4. 显示代谢差异以及菌群、代谢关联分析。 

A、B. 依次显示女性、男性病例与对照之间差异血清代谢物分析。 

C. 显示普拉梭菌（F. prausnitzii）与血压之间的关联。

D. 显示特征菌群与高血压性别因素之间相关机制示意图。

 

参考文献：Fu J, Bu G, Aimaier S, Yang Y, Bao Z, Wulasihan M. Sex-specific association between gut Faecalibacterium prausnitzii and hypertension in male individuals. Front Microbiol. 2025 Dec 17;16:1683587.